Gas discharge electron sources – Proven and novel tools for thin-film technologies
Goesta Mattausch, Burkhard Zimmermann, Fred Fietzke, Jens-Peter Heinß, Benjamin Graffel, Falk Winckler, Frank-Holm Roegner, Christoph Metzner
Gas discharge-based electron sources represent high-power and low-cost tools for a variety of processes regularly required in vacuum high-rate coating. Here, the fields of substrate pre-treatment, electron beam generation for materials evaporation, plasma activation in PVD, and post-treatment steps are of particular concern. In this paper, some of Fraunhofer FEP’s recently refined as well as novel tools shall be reviewed. These include low-voltage electron beam sources utilizing hollow-cathode arc discharges, high-voltage glow-discharge axial EB guns with a new hybrid cathode, and a short-pulsed high-intensity electron source which has evolved from channel-spark devices and features ablative vaporization of the target material. For sampling, development of new technologies and pre-production qualification of hardware key components, a cluster tool comprising all these electron sources has been commissioned recently.
Използващите газов разряд източници на електрони представляват мощни и евтини инструменти за различни процеси, редовно необходими при вакуумното високо-скоростно напластяване на слоеве. Тук, областите на предварителна обработка на подложката, генерирането на електронен сноп за изпарение на материала, плазменото активиране при физическото парно отлагане, следващата обработка са от особен интерес. В тази работа са разгледани, някои от скоро подобрените, както и нови инструменти във Фраунхоферовия институт по електроннолъчеви и плазмени технологии в Дрезден. Обзорът съдържа ниско-волтови източници на електронни снопове, използващи дъгови разряди в кух катод, аксиални електронни пушки с високо-волтови тлеещи разряди, с един нов хибриден катод, и един късо-импулсен електронен източник с висок интензитет, който е развитие на канално-искрово устройство и използва аблативното изпарение на материала на мишената. За изпитване и развитие на нови технологии и пред-производствена квалификация на ключовите хардуерни устройства, беше скоро окомплектован един клъстерен инструмент, включващ всички тези електронни източници.
Cite this article as:
Mattausch G., Zimmermann B., Fietzke F., Heinss J.-P., Graffel B., Winckler F., Roegner F.-H., Metzner Ch. Gas discharge electron sources – proven and novel tools for thinfilm technologies. Journal – Electrotechnica & Electronica (Е+Е), Vol. 49 (5-6), 2014, pp. 183-195, ISSN: 0861-4717 (Print), 2603-5421 (Online)
